기하학적 비선형성을 고려한 종단 질량을 갖는 회전하는 외팔보의 모달 분석

Q: 이 논문에서 정의한 모드 근접 현상이란 무엇인가?

모드 근접 현상은 축방향과 횡방향 변위가 연성된 회전하는 외팔보에서 회전속도 증가에 따라 고유진동수의 변화를 조사할 때, 특정 차수의 모드가 교환되는 현상을 의미한다. 이는 고유진동수 궤적이 특정 지점에서 서로 가까워지며 모드 형상이 뒤바뀌는 양상으로 나타난다.

Q: 기하학적 비선형성을 고려한 회전 외팔보 모델이 기존 모델보다 정확한가?

연구 결과, 기하학적 비선형성을 고려한 본 논문의 모델은 원심력에 의한 축방향 힘 계산 시 축 변형을 포함하여 기존 선형 모델보다 굽힘 강성을 더 높게 예측한다. 따라서 회전속도가 증가할수록 두 모델 간 고유진동수 차이가 커지며, 본 모델이 동적 특성을 더 정확하게 예측한다고 판단된다.

김형래; 정진태

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김형래 (Hanyang University) 정진태 (Hanyang University)

저널정보: 한국소음진동공학회 한국소음진동공학회논문집 한국소음진동공학회논문집 제26권 제3호

발행연도: 2016.6

수록면: 281 - 289 (9page)

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In this paper, a new dynamic model for modal analysis of a rotating cantilever beam with a tip-mass is developed. The nonlinear strain such as von Karman type and the corresponding linearized stress are used to consider the geometric nonlinearity, and Euler-Bernoulli beam theory is applied in the present model. The nonlinear equations of motion and the associated boundary conditions which include the inertia of the tip-mass are derived through Hamilton"s principle. In order to investigate modal characteristics of the present model, the linearized equations of motion in the neighborhood of the equilibrium position are obtained by using perturbation technique to the nonlinear equations. Since the effect of the tip-mass is considered to the boundary condition of the flexible beam, weak forms are used to discretize the linearized equations. Compared with equations related to stiffening effect due to centrifugal force of the present and the previous model, the present model predicts the dynamic characteristic more precisely than the another model. As a result, the difference of natural frequencies loci between two models become larger as the rotating speed increases. In addition, we observed that the mode veering phenomenon occurs at the certain rotating speed.

#Rotating Cantilever Beam(회전하는 외팔보) #Tip Mass(종단 질량) #von Karman Strain(본 카르만 변형률) #Modal Analysis(모달 분석) #Natural Frequency(고유진동수)

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